DE1786101A1

DE1786101A1 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE1786101A1
Application number: DE19681786101
Authority: DE
Inventors: John Dorney; Colin Robinson
Original assignee: POWER IND Ltd
Current assignee: POWER IND Ltd
Priority date: 1967-08-16
Filing date: 1968-08-16
Publication date: 1971-11-25
Also published as: GB1235116A; NL6811727A; US3552305A

Description

Spannvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Paketschnürvorrichtung und bezieht sich besonders auf eine in der Schnürvorrichtung untergebrachte Spannvorrichtung.

' Bei Paketschnürvorrichtungen wird das Schnürmaterial in einer Schleife mit sich überlappenden Enden um ein Paket gelegt und angezogen, so daß die Schleife gegen das Paket festgezogen wird. Daraufhin wird das Schnürmaterial gespannt und die sich überlappenden Enden der Schleifen werden miteinander verbunden, worauf das Schnürmaterial vom Zuführstrang getrennt wird.

Bisher war es allgemein üblich, Metalldrähte oder Metallbänder bei der Verpackung zu verwenden. Die .ftnden dieser in Schleifen gelegten Materialien können miteinander verbunden¹ werden, indem entweder die sich überlappenden Enden eines Drahtet miteinander verdreht werden oder eine verformbare Metallverbindung gewählt wird, die um die sich überlappenden Enden angeordnet und verformt wird, so daß die sich überlappenden Enden umfaßt und festgehalten sind.

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Neuerdings werden im zunehmendem Maße Bänder aus Kunstharzen, besonders aus Propylen, als Schnürmaterial verwendet. Während diese Materialien viele Eigenschaften, wie geringes Gewicht, festigkeit und geringe Herstellungskosten haben, die sie für Verpackungszwecke besonders geeignet machen, sind sie doch schadensanfälliger als die bisher verwendeten metallischen Materialien, weshalb es äußerst schwierig ist, die Enden derartiger Kunststoffbänder mit den üblichen verformbaren Metallverbindungen miteinander zu verbinden, ohne die bänder zu beschädigen und die Verbindungsstelle zu schwächen. Diese Schwierigkeit wurde weitgehend durch die Entwicklung der warmverbindungs- und Reibschweißtecnnik überwunden, bei der die Enden der Bandschleife direkt miteinander durch einen Schweißprozeß ohne irgend ein weiteres Verbindungsmittel miteinander verbunden werden.

Ein weiterer Nachteil der Kunststoffbänder im Vergleich mit den metallischen Schnürmaterialien ist die unerwünschte hohe Elastizität, welche die Kunststoffbänder aufweisen, .ein Polypropylenband beispielsweise wird um 11$ seiner Länge gedehnt, wenn es einer Spannung der Größenordnung ausgesetzt wird, wie sie normalerweise bei Verpackungsvorgängen aufgebracht wird. Darüberhinaus wurde festgestellt, daß die Spannvorrichtung in vielen bestehenden Verpackungsmaschinen nicht in der Lage ist, sich selbst einer derartig großen Ausdehnung anzupassen.

Eine erfindungsgemäße Paketschnürvorrichtung für Kunststoffbänder umfaßt eine Spannvorrichtung mit einer ersten Spanneinheit, welche die Aufgabe hat, die Schleife des Bandes gegen aas Paket zu ziehen und auf das Band eine kleine Anfangsspannung aufzubringen, und mit einer zweiten Spanneinheit, welche die Aufgabe hat, die endgültige Spannung auf das Band aufzubringen.

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jjie zweite dpanneinheit wird über einen begrenzten ilolbenhub betätigt, um das Band zu spannen, und ist so ausgebildet, daß sie ihren Spannhub so oft wiederholt, bis, die Schleife die gewünschte Endspannung hat ohne Rücksicht auf den jeweiligen Grad der Ausdehnung des Bandes. Wenn einmal die erforderliche Spannung aufgebracht ist, wird die zweite Spanneinheit angehalten und die erreichte Spannung aufrecht erhalten, während die Enden der Schleife mit einander verbunden werden. Danach wird die Spannung aufgehoben und die, geschlossene Schleife vom Zuführ strang, getrennt.

Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform ist die Spann- % vorrichtung in einer automatischen oder halbautomatischen PaketSchnürvorrichtung eingebaut, die Propylenbänder als Schnürmaterial verarbeitet und die sich überlappenden Enden mittels Eeibschweißung verbindet.

Ein erfindun sgemäßes Ausführungsbeispiel ist in den anliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen Teilschnitt im Aufriß durch eine Paketschnürvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt in Draufsicht längs der linie 2-2 in Fig. 1.

Die in den Zeichnungen dargestellte Paketschnürvorrichtun, weist ein Gehäuse 10 mit einer ersten Spanneinheit 11 und einer zweiten Spanneinheit 12 auf. Eine Grundplatte 13 des Gehäuses 10 trägt ein !Rahmengestell 14, an welchem in unmittelbarer Nähe der ersten Spanneinheit 11 ein Greifer 15 angeordnet ist, der an seinem unteren Ende eine Öffnung 15a aufweist. Der Greifer 15 ist zwischen den freiem Enden eines Hebels 16 angelenkt, dessen eines Ende mit einem ortsfesten Drehzapfen und dessen anderes Ende mit einer Kolbenstange 17

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eines pneumatischen Zylinders G1 verbunden ist. Der Ausfahr- und Rückstellhub des Zylinders G1 bewegt den Greifer 15 in oder außer Eingriff mit einer Nasenplatte 18, die an der Grundplatte 13 angeordnet ist.

Auf der anderen Seite des Rahmengestells H, jedoch in einer Linie mit dem Greifer 15, ist ein ähnlicher Greifer 19 angeordnet. Der zweite Greifer 19 ist zwischen den freien Enden eines Hebbels 20 angelenkt, dessen eines Ende mit einem ortsfesten Drehzapfen und dessen anderes Ende mit einer Kolbenstange 21 eines pneumatischen Zylinders G2 verbunden ist. Der Ausfahr- und Rückstellhub des Zylinders G2 bewegt den Greifer 19 in oder außer Eingriff mit der lasenplatte

Die Konstruktion, Arbeitsweise und Anordnung der Nasenplatte 18 ist Gegenstand einer ebenfalls laufenden Patentanmeldung (United Kingdom 37 689/67) und braucht hier nicht weiter beschrieben zu werden.

Die zweite Spanneinheit 12 umfaßt zwei pneumatische Zylinder ET, die nebeneinander auf der Grundplatte 13 ange?- ordnet sind und mit ihren Kolbenstangen 11 durch Öffnungen in Stützböcken 62 auf der Grundplatte 13 ragen. Die Kolbenstangen 61 sind mit einer als Lagerbock dienden Klammer 63 versehen, welche die Form einer U-förmigen Rinne hat und mit Hilfe der Kolbenstangen 61 bei deren Ausf!ihr«· und Rüekfahrhub bewegbar ist.

Die Klammer 63 weist eine Rolle 67 auf und hat zwei aufrechtstehende Seitenwände 68, zwischen denen zwe$ ümlenkrollen 69 in der Ebene der Rolle 67 drehbar gelagert sind.

Die Rolle 67 und die Ualenkrollem #9 bilden einen Teil der ersten Spanneinheit 11 und stehen mit einem enji^sen flexiblen Band 70 in Eingriff, das auch um eine Antriebsro/lle 71

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läuft, die mit einem umkehrbaren und nicht dargestellten Motor, vorzugsweise Luftmotor, verbunden ist. Das Band 70 wird durch zwei Spannrollen 72 gespannt. Jede Spannrolle 72 ist am freien Ende eines Armes 73 drehbar gelagert, der an einem ortsfesten Drehzapfen in der Nähe der Achse der Antriebsrolle 71 angelenkt ist. Jede Spannrolle 72 steht mit der Lauffläche des Bandes 70 zwischen der Antriebsrolle 71 und einer der Umlenkrollen 69 in Eingriff. Die Arme 75 sind an Punkten zwischen ihren freien Enden mittels einer Schraubenfeder 74 miteinander verbunden, so daß die Spannrollen 72 zu jeder Zeit mit dem Band 70 in Eingriff stehen.

Die Klammer 63 weist an ihrem vorderen Ende einen Spanngreifer 75 auf, der zwischen den Wänden 68 drehbar gelagert und mit Blick auf Fig. 1 mittels einer Drehfeder 76 im Uhrzeigersinn vorgespannt ist. Die Unterfläche 77 des Greifers ist vorgesehen, um das Schnürband gegen die Fläche der Klammer 63 zu drücken. In der in Fig. 1 dargestellten Endstellung der Klammer 63, bei der die Kolbenstangen 61 vollkommen ausgefahren sind, wird eine verstellbare Anschlagschraiibß 78, die am Spanngreifer 75 angeordnet ist, mittels der Drehfeuer 76 gegen einen Stützbock 79 gedruckt. In dieser Stellung wird die Unterflache des Greifers 75 von der Klammer 63 in Abstand und außer Eingriff gehalten. Wenn die in Fig. dargestellte Klammer t>3 nach rechts bewegt wird, dreht die Drehfeuer 76 den Greifer 75 im Uhrzeigersinn und bringt ihn in Greifstellung.

Die Vorrichtung verarbeitet Polypropylen als Schnürmaterial, dos von einer Vorratsspule abgezogen und längs der Klammer 63 zwischen dem Band 70 und der Holle 67 und unter den Spanngreifer?5 geführt wird.

Die erste Spanneinheit 11 hat auch die Aufgabe, das Schnürband zuzuführen und zurückzuziehen. Vifenn der Motor vor-

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wärts läuft, wird das Schnürband vom endlosen Kiemen 70 ergriffen und durch die Öffnung 15a im Greifer 15 durch die Nasenplatte 18 und zwischen den Greifer 19 und die Nasenplatte 18 hindurchgeführt. Das freie Ende des auf diese Weise geförderten Schnürbandes wird nun von Hand oder automatisch mittels einer endlosen Kette um das zu verschnürende Paket gelegt. Das freie Ende des Schnürbandes wird dann unter den Greifer und noch einmal durch die Nasenplatte 18 zu einem Anschlag geführt, wodurch eine Schleife mit sich überlappenden Enden ^ gebildet wird.

Ein nicht dargestellter und an irgend einem geeigneten Ort vorgesehener Schalter wird durch das Schnürband während dessen Laufs betätigt, wodurch der pneumatische Zylinder G1 seinerseits betätigt wird, der den Greifer 15 schließt und das Schnürband gegen die Rasenplatte 18 drückt. Der Schalter polt auch den Motor um, so daß der Riemen 70 in umgekehrter Richtung umläuft und das Schnürband gegen die Verpackung zieht. Wenn die gewünschte erste Spannung des Schnürbandes durch die Spanneinheit 11 erreicht ist, steht diese Spannung dem Drehmoment des Motors entgegen, wo/durch sich der Motorkörper dreht, Diese Drehbewegung betätigt einen Schalter, der am Körper des P Luftmotors angeordnet ist und eine pneumatische Vorrichtung einschaltet, die den Zylindern ET der zweiten Spanneinheit Druckluft zuführt. Die Kolbenstangen 61 fahren sodann zurück und bewegen die in Mg. 1 dargestellte Klammer 63 nach rechts. Sowie sich die Klammer 63 vom Stützbock 79 entfernt, dreht sich der Greifer 75 auf Grund der Einwirkung der Drehfeder 76 im Uhrzeigersinn und drückt das Schnürband sicher gegen die Klammer 63. Die weitere Bewegung der Klammer 63 nach rechts zieht das Schnürband mit seiner Schleife nach dem Greifer 19 weiter an un;.i vergrößert die auf das Schnürband aufgebrachte Spannung.

Der den Zylindern ET zugeführte Luftdruck wird entsprechend der gewünschten Spannung des Schnürbandes gesteuert.

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Sobald ate gewünschte Spannung erreicht ist, wird von einem nicht dargestellten Druckventil aus ein Impuls an die aus die Zylinder ET zu dem pneumatischen Zylinder G2 führende Leitung abgegeben, wodurch sich der Greifer 19 schließt und das Schnürband gegen die Hasenplatte 18 drückt. Die Zylinder ET kehren dann in ihre normale, in Pig, 1 dargestellte Vorderstellung zurück, wodurch sich der Spanngreifer 75 öffnet, so daß das Schnürband zwischen dem Greifer 19 und der Klammer t>3 freigegeben ist, während die Spannung in der Schleife durch den Greifer19 aufrecht erhalten wird.

Der den Zylindern ET zugeführte Luftdruck wirα βητ-sprechend der gewünschten Spannung des Schnürbandes gesteuert. Wenn diese Spannung während des ersten Hubes der Zylinder ET nicht erreicht wird, wird ein Anschlagventil ÖO durch die Klammer b3 betätigt. Das Anschla^ventil 80 öffnet eine zum Zylinder G2 führende Luftdruckleitung, so daß der Zylinder G2 den Greifer 19 schließt und das Schnürband gegen die Hasenplatte drückt und die Spannung in der Schleife hält._ Die Luftzufuhr zu den Zylindern ET wird dann umgedreht und die Kolbenstangen 61 fahren aus. Gleichzeitig beginnt der Motor in umgekehrter Richtung zu laufen, um zu verhindern, daß das Schnürband in Form einer Schleife zwischen die Klammer 63 und den Stützbock 79 geschoben wird. Dieses Rückfahren gibt g die Spannung in der Schleife nicht frei, die'Spannung wird vielmehr durch den Greifer 19 aufrechterhalten. Dieses Rückfahren ermöglicht es jedoch, daß der Spanngreifer75 das Schnürband freigibt, das auf Grund der entgegengesetzten Umlaufrichtung des Motors durch die Klammer 63 hindurch zurückgeführt wird, während die Kolbenstangen 61 ausfahren· Der Motor läuft solange in umgekehrter Richtung, bis die Kolbenstangen 61 vollständig ausgefahren sind, worauf der Motor stehen bleibt und sich der Motorkörper dreht.

Der Greifer 19 wird dann geöffnet und der Spannungszyklus wird so oft wiederholt bis die Spannung im Schnürband

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die geforderte Größenordnung erreicht, bei der die Zylinder ET stehen bleiben und daran gehindert werden, den Rückhub zu vollenden. In diesem Augenblick wird das Druckventil in der aus die Zylinder ET führenden Leitung betätigt, so daß dem Zylinder G2 Luft zugeführt wird, der den Greifer 19» wie oben beschrieben, schließt.

Gleichzeitig kehrt das Druckventil die Luftzufuhr zu den Zylindern ET um, während zur gleichen Zeit der Luftmotor abgeschaltet wird. Die Klammer 63 wird so in die in Fig. 1 dargestellte Lage gebracht und das Schnürband zwischen P dem Greifer 19 und der Klammer 63 wird freigegeben, während die Spannung in der Schleife durch den Greifer 19 aufrechterhalten wird.

Das Druckventil betätigt auch eine Reibschweißvorrichtung, welche die sich überlappenden Enden der Schleife miteinander verfeindet. Diese Vorrichtung umfaßt einen Vibrator, der eine Reibbewegung mit hoher Frequenz zwischen den Enden der Schleife ausführt, um eine Schmelzerseheinung an den Kontaktflächen hervorzurufen. Dieser Vorgang geht unter Druck und bei einer Zeitspanne vor sieh,die ausreicht, um die Enden der Schleife miteinander zu verschweißen.

Während der Vibrator mit dem Schnürband in Kontakt gebracht wird, werden gleichzeitig nicht dargestellte Schneidemittel betätigt, um die geschlossene Schleife vom Zuführstrang zu trennen.

Bei Beendigung des Verbindungsvorganges werden nicht dargestellte Auswurfvorrichtungen betätigt, um die geschlossene Verbindung aus der Nasenplatte zu entfernen.

Auch wenn in der vorhergehenden Beschreibung eine Paketschnürvorrichtung für ein Schnürband aus Polypropylen näher erläutert wurde, so sei hier erwähnt, daß das verwendete Schnürmaterial von jeder anderen geeigneten Zusammensetzung, wie beispielsweise aus Uylon oder eine» anderen Kunststoff sein kann. 109848/0 599

Claims

Ansprüche

1.) Paketschnürvorrichtung für ein Schnürmaterial aus Kunststoff, gekennzeichnet durch eine Spannvorrichtung, die eine erste Spanneinheit (11) zum Schließen einer Schnürbandschleife um ein Paket und zum Aufbringen einer kleinen Anfangsspannung auf das Schnürband aufweist und eine zweite Spanneinheit (12) hat, welche dem Schnürband die Endspannung erteilt und durch einen begrenzten Kolbenhub betätigbar ist, der so oft wiederholbar ist, bis die üindspannung des Schnürbandes den gewünschten Wert hat unabhängig vom jeweiligen Grad der Ausdehnung des Schnürbandes.

2. Paketschnürvorrichtung nach ^Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anhaltevorrichtung, die in Tätigkeit tritt, wenn die der Schleife erteilte Anfangsspannung einen vorbestimmten Wert erreicht.

3. Paketschnürvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anhaltevorrichtung der ersten üpanneinheit (11) die zweite Spanneinheit (12) betätigt, wenn der vorbes.timmte Wert erreicht ist. "

4. Paketschnürvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Anhaltevorrichtung eine Anordnung betätigt, welche die zweite Spanneinheit (12) betätigt. -

5. Paketsehnürvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Greifer (19)» der zwischen den aufeinanderfolgenden Spannhuben der zweiten Spanneinheit (12) die der Schleife vorher erteilte Spannung aufrecht erhält.

6. Paketsehnürvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spanneinheit (11)jeden Durchhang des

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Schnürbandes zwischen dem Greifer (19) und der zweiten Spanneinheit (12) aufhebt, während sich gleichzeitig die zweite Spanneinheit (12) von ihrer dem Schnürband die maximale Spannung erteilenden Stellung in die normale Ruhestellung zurück bewegt.

7. PaketSchnürvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spanneinheit (11) einen endlosen Kiemen (70) aufweist, der über eine Vielzahl von Rollen (67, 69, 71) läuft, und mit Führungen (68) versehen ist, die das Schnürband in laufenden Eingriff

* mit dem Riemen (70) und der Rolle (67) bringen, und daß den Riemen (70) vorspannenden Spannrollen (72) und eine den Riemen (70) antreibende Antriebsrolle (71) vorgesehen sind und die auf den Riemen (70) aufgebrachte Spannung bewirkt, daß das Schnürband vnn der Riemenflache und der Rolle (67) ergriffen und vom Riemen (70) in Längsrichtung gefördert wird.

8. Paketschnürvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem umkehrbaren Motor besteht, der mit einer Antriebsrolle (71) verbunden ist und der in Vorwärtsrichtung angetrieben das Schnürband um das Paket fördert, und daß ein durch die Vorschubbewegung des Schnürbandes betätigter Schalter einen ersten Greifer (15) auslöst,

W der das Schnürband an seinem freien Ende festhält, und der Schalter den Motor und den Riemen (70) in die entgegengesetzte Umlaufrichtung umpolt und der Riemen (70) das Schnürband in einer Schleife um das Paket anzieht, bis eine vorbestimmte Anfangsspannung des Schnürbandes erreicht ist.

y. Paketschnürvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spanneinheit (12) mindestens einen Zylinder (ET) aufweist, dessen Kolbenstange (61) mit einer Klammer (63) verbunden ist, die mit der Kobenstange (61) bei deren Ausfahr- und Einfahrhub beweg^bar ist, und daß ein an der Klammer (63) angelenkter

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Spanngreifer (75) durch eine Drehfeder (76) vorgespannt ist, die den Spanngreifer (75) gegen die Klammer (63) und damit gegen das Schnürband drückt, und der Spanngreifer (75) im Zusammenwirken mit einem ortsfesten Anschlag (79) vom Schnürband in Abstand gehalten ist, wenn die Kolbenstange (61) voll ausgefahren ist, und daß der Spanngreifer (75) beim Anfahrhub der iiobenstange (61) das Schnürband gegen die Klammer (63) drückt und die Klammer (63) zusammen mit dem Schnürband angezogen und die Spannung im Schnürband erhöht wird.

10. Paketschnürvorrichtung nach Anspruch y, dadurch gekenn- g zeichnet, daß der Spanngreifer (75) über eine verstellbare Anschlagschraube (78) mit dem ortsfesten Anschlag (7y) zusammenarbeitet.

11. PaketSchnürvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Luftzylinder (ET) zugeführte Luftdruck entsprechend der gewünschten Spannung im Schnürband steuerbar ist, und daß nach Erreichen der gewünschten Spannung ein Druckventil in der aus dem Zylinder (ET) führenden Leitung einen zweiten Greifer (19) schließt, der die Spannung in der Schleife aufrecht erhält.

12. PaketSchnürvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn- % zeichnet, daß ein Anschlagventil (80) zum Schließen des zweiten Greifers (19) betätigbar ist, wenn der Luftzylinder (ET) seinen Einfahrhub beendet hat und die Spannung in der Schleife unter dem gewünschten Wert liegt und die Luftzufuhr, zum" lüftzylinder (ET) umgekehrt wird, wodurch die Kolbenstange (61) ausfährt, wonach der Spannzyklus solange wiederholt wird, bis die gewünschte Spannung im Schnürband erreicht ist.

13· Paketschnürvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagventil (80) durch die Klammer (S3) betätigbar ist. -

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14· Paketachnürvorrichtung nach Anspruch 7» 8 oder 9, dadurch, gekennzeichnet, daß die Klammer (63) die ^olle (6t) und eine U-förmige Rinne mit aufrechtstehenden Wänden (68) aufweist, zwischen denen zwei Umlenkrollen (69) in der Ebene der Holle (67) drehbar gelagert sind, und daß ein endloser Rieben (70) um die Rollen (69) herumläuft und das Schnürband zwischen der Rolle (67) und dem Riemen (70) hindurchgeht.

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